根据已批准的设计任务书(或可行性研究报告),可开展设计工作,一般按工程的重要性、技术的复杂性,并根据计划任务书的规定,可将设计分为三阶段设计、两阶段设计和一阶段设计三种情况。
三阶段设计包括初步设计、技术设计和施工图设计;两阶段设计包括扩大初步设计和施工图设计;一阶段设计只有施工图设计。目前,我国的化工工程项目,一般采用两阶段设计。
2.2.2.1初步设计阶段
初步设计成果是初步设计说明书、设计图纸(带控制点工艺流程图、车间布置图及重要设备的装配图)、设计计算书和表格等。
(1)初步设计工作基本程序
初步设计阶段一般要经历初步设计准备、制定设计方案、签订工艺设计合同、做好资料流程、互提条件及中间审查、编制初步设计条件、成品复制、发送及归档。具体工作程序如图2-2所示。
(2)初步设计说明书的内容
1)设计依据和设计内容
①文件任务书、批文等。
②设计资料中试报告、调查报告等。
图2-2 初步设计工作程序
2)设计指导思想和设计原则
①设计指导思想。关于工程设计的具体方针政策和指导思想。
②设计原则。各专业设计原则,如工艺路线选择、设备选择和材质选用的原则等。
3)建设规模和产品方案
①产品名称和性质。
②产品质量规模。
③产品规模(t/a)。
④副产物数量(t/a)。
⑤产品包装、储藏方式。
4)生产方法和工艺流程
①生产方法。扼要说明原料路线和工艺路线。
②化学反应方程式。写明方程式,注明化学名称,标注主要操作条件。
③工艺流程。它包括工艺流程方框图、工艺物料流程图、带控制点工艺流程图。带控制点工艺流程图要按生产工艺工序物料经过工艺设备的顺序及生成物去向说明技术条件,如温度、流量、压力、配比等(如系间歇操作,需说明一次操作的加料量和时间)。
5)车间组成和生产制度
①车间组成。
②生产制度。年工作日、操作班次、间歇或连续生产。
6)原料及中间产品的技术规格
①原料、辅料的技术规格。
②中间产品及产品的技术规格。
7)物料衡算书
①物料衡算的基础数据。
②物料衡算结果以物料平衡表表示。
8)能量衡量书
①热量衡算的基础数据。
②能量衡算结果以热量平衡图表示。
③能量消耗综合表(还有水、电、热、冷用量表)。
9)主要工艺设备选型与计算书
①基础数据的来源,它包括物料衡算、热量衡算、主要化工数据等。
②主要工艺设备的工艺计算要按流程编号为序进行编写。一般表达式为:
a.承担的工艺任务;
b.工艺计算书包括操作条件、数据、公式、运算结果、必要的接管尺寸等;
c.最终结论技术结果的论述、设计结果;
d.材料选择与计算。
③一般工艺设备以表格形式分类表示计算和选型结果,工艺设备一览表按非定型工艺设备和定型工艺设备两类编制,间歇操作的设备要排列工艺操作时间和动力负荷曲线。
10)工艺主要原材料、动力消耗定额及公用系统消耗
11)车间布置设计
①车间布置说明包括生产部分、辅助生产部分、生活部分的区域划分,生产流向、防毒、防爆的考虑等。
12)生产分析控制
①中间产品、生产过程质量控制的常规分析和“三废”分析等。
②主要生产控制分析表。
③分析仪器设备表。
13)仪表及自动控制
①控制方案说明,具体表现在工艺流程图上。
②控制测量仪器设备汇总表。
14)土建
①设计说明。
②车间(装置)建筑物、构筑物表。
③建筑平面、立面、剖面图。
15)采暖通风及空调
16)公用工程
①供电
b.设备、材料汇总表。
②供排水(www.daowen.com)
a.供水;
c.消防用水。
③蒸汽包括各种蒸汽用量及规格等。
④冷冻与空压
a.冷冻;
b.空压;
c.设备、材料汇总表。
17)原、辅材料及产品储运
18)车间维修
19)职业安全卫生
20)环境保护
①“三废”情况表。
②处理方法及综合利用途径。
21)消防
22)节能
23)车间定员(如生产工人、分析工、维修工、辅助工、管理人员等)
24)概算
25)工程技术经济
26)存在的问题及建议
2.2.2.2技术设计阶段
技术设计是以已批准的初步设计为基础,解决初步设计中存在的尚未解决而需要进一步研究解决的一些技术问题,如特殊工艺流程的试验、研究和确定,新型设备的试验、制造和确定等,重要代用材料的试验和确定。
技术设计的成果是技术设计说明书、设计计算书、设计图纸、设计表格和工程概算书,其设计说明书内容同初步设计说明书,只是根据工程项目的具体情况作些增减。
2.2.2.3施工图设计阶段
施工图设计是根据批准的初步(扩初)设计及总概算为依据,使初步(扩初)设计的内容更完善、具体和详尽,完成各类施工图纸和施工说明及施工图预算工作,以便施工。
(1)施工图设计的内容
施工图设计阶段的主要文件有图纸、表格、设计计算书和设计说明书。
1)说明书
施工图设计说明书包括以下内容:
①对原(扩大)初步设计的内容进行修改的原因说明;
②安装、试压、保温、油漆、吹扫、运转安全等要求;
③设备和管道的安装依据、验收标准和注意事项。通常将此部分直接标注在图纸上,可不写入设计说明书中。
2)图纸
施工图是工艺设计的最终产品,主要包括:
①施工阶段管道及仪表流程图(带控制点的工艺流程图);
②施工阶段设备布置图及安装图;
③施工阶段管道布置图及安装图;
④非标设备制造及安装图;
⑤设备一览表;
⑥非工艺工程设计项目的施工图。
3)设计计算书
设计计算书包括以下内容:
①物料衡算书;
②能量衡算书;
③设备选型计算书;
④管网计算书。
4)设计表格
设计表格包括内容有:
①设备汇总表;
②管件汇总表;
③工程概算表;
④经济技术分析的各项表格等。
(2)设计基本程序
施工图设计阶段可按下述步骤进行设计工作。
1)根据审批初步设计会议的批复文件,即行修改和复核工艺流程和生产技术经济指标;并将建设单位提供的设备订货合同副本、设备安装图纸和技术说明书作为施工图设计的依据。
2)复核和修正生产工艺设计的有关计算和设备选型及其计算等数据,全部选定专用于通用设备、运输设备,以及管径、管材、管接。除经审批会议正式批复或经有权审批的设计机关正式批准外,不能修改主要设备配置。
3)和协同设计的配套专业讨论商定有关生产车间需要配合的问题,同时根据项目工程师召开项目会议的决定,工艺与配套专业之间商定相互提交资料的期限,签订“工程项目设计内容联系合同”(或资料流程契约)。工艺专业必须按期向配套专业提供正式资料,也要验收配套专业返回工艺专业的资料。
4)精心绘制生产工艺系统图和车间设备、管路布置安装图;编制设备和电动机明细表。
5)组织设计绘制设备和管路布置安装中需要补充的非标准设备和所需工器具的制造安装图纸,编制材料汇总表。向建设单位发图纸并就安排订货和制造配合施工安装进度要求提出交货时间的安排建议。
6)编写施工安装说明书,以严谨的文字结构写明。
①施工安装的质量标准及验收规划。附质量检测记录的格式。凡是已颁发国家或部委施工和验收规范或标准的应采用国家和部标准。
②写明设备和管路施工安装需要特别注意的事项。
③非标准设备的安装质量和验收标准。
④设备和管路的保温、测试和刷漆与统一管线颜色的具体规定。
⑤协商配套专业对相互关联的单项工程图纸进行会签,然后把底图整理编号编目,送交有关人员进行校审和签署,最后送达项目工程师统一交完成部门印制,向建设单位发图。
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